[发明专利]带齿齿条和用于生产机动车辆的转向装置的带齿齿条的方法

说明书

本发明涉及一种用于生产机动车辆的转向装置的带齿齿条(2)的方法，该带齿齿条具有至少一个带齿部分(21)和至少一个轴部分(24)，带齿部分(21)具有一组齿(22)，其中，提供分开的区段，所述分开的区段在共同的纵向轴线(L)上对准，并且在接头(27)处彼此连接，所述分开的区段包括至少一个条形带齿区段(61)和一个轴区段(62)。为了使组装的带齿齿条的生产过程更有效，根据本发明的方法包括下述步骤：提供原材料件(3)，该原材料件(3)的件长度为区段长度(ls)的倍数；在区段长度(ls)的倍数长度上对原材料件(3)进行热贯穿进给硬化，以便生产硬化的区段半成品(31)；由所述硬化的区段半成品(31)按长度切割成硬化区段(32)；提供另一区段；将硬化区段(32)接合至另一区段。

背景技术

本发明涉及用于生产机动车辆的转向装置的齿条的方法，所述齿条具有至少一个带齿部分和至少一个轴部分，带齿部分具有齿部，其中，提供分开的区段并且分开的区段在共同的纵向轴线上对准，并且分开的区段在接头处彼此连接，分开的区段包括至少一个各自的条形带齿区段和一个轴区段。

本发明还涉及用于机动车辆的转向装置的齿条，所述齿条具有至少一个带齿部分和至少一个轴部分，至少一个带齿部分具有齿部，至少一个轴部分具有至少一个功能部分。

在车辆转向机构中，作为旋转运动的转向命令通过方向盘引入到转向轴中，与转向装置中的齿条的齿部啮合的小齿轮附接至所述转向轴。齿条安装在转向装置中，以便能够沿轴向方向移位，也就是说，沿所述齿条的纵向轴线的方向移动，使得小齿轮的旋转转换成齿条沿齿条的轴线的纵向方向的平移运动。连接至待转向的车轮的转向节的拉杆紧固至齿条，齿条的平移运动在所述车轮处转换成转向运动。

齿条具有至少一个带齿部分，在该至少一个带齿部分中构造有用于在预定轴向长度上啮合小齿轮的齿部。在通用齿条的情况下，至少一个轴部分在纵向轴线的方向上邻接带齿区域，所述轴部分以与带齿部分类似的方式构造成在纵向方向上呈条形，优选地具有柱形基本形状和至少一个功能部分。例如，带螺纹部分或第二带齿部分可以构造为功能部分，以便使用于转向的动力辅助单元联接在其中。此外，可以设置可以至少部分地构造成柱形的轴承部分，以用于在轴向方向上平移安装。用于连接至拉杆的连接元件在不同情况下可以在纵向方向上彼此背离的自由端处附接至带齿部分和轴部分。

为了能够更好地使材料特性适应在操作中产生的应力并且为了优化用于构造功能区域的生产，在现有技术中已知的是，带齿部分最初构造在带齿区段上，并且轴部分作为与所述带齿区段分开的轴区段而提供。就最初分开的区段的各自的功能而言，最初分开的区段可以通过材料的选择、热处理工艺例如连续或部分热回火、以及工艺优化的加工方法比如例如冷成型或热成型、铣磨、磨削等设计。随后，带齿区段和轴区段在共同的纵向轴线上并且在带齿区段和轴区段的在端侧部处轴向地朝向彼此引导的端部处同轴地对准，连接端部在接头处彼此连接。因此，该构造模式也称为构造的齿条。区段的连接可以通过如例如在DE 10 2007 018 919 A1中所描述的连接元件进行，或者通过如JP 2006 46423 A或DE10 2013 007 072 A1中所描述的物质与物质的接合方法、优选地通过焊接进行。其他区段可以可选地连接至轴区段和/或带齿区段。

在生产构造的齿条时，带齿区段和轴区段在接合之前在不同情况下经过多个加工步骤。由钢制成的区段的加工可以尤其包括热硬化和/或处理过程，通过该热硬化和/或处理过程可以实现所使用的钢种的材料特性的目标设计，以便所述钢种以最佳方式调整至在操作时所期望的应力。在构造的齿条的情况下，不同的热硬化或处理方法可以应用于各区段，至少应用于带齿区段和轴区段。这种钢种的硬化和热处理方法是已知的。

为了在现有技术中制造区段例如轴区段，将原材料部分从杆形轴原材料——优选地柱形或管状轴原材料——按长度切割，该轴原材料的长度对应于区段长度的倍数，区段长度是例如轴区段或带齿区段的轴向长度。各个原材料部分在下游方法步骤中以形状赋予的方式进行硬化并可选地进行热处理和机械加工。在每个单独的区段的热处理步骤中——特别是在硬化、加热和淬火以及热处理及退火中——对单独的区段原材料部分进行处理和加工需要繁琐、复杂且耗时的生产步骤。